某水过滤膜制造工厂供配电设计浅析

2021-09-10石磊

科技研究 2021年17期

石磊

【前言】

自从进入第三次工业革命后，生产制造各个环节已越来越离不开电。不管是机械驱动做功，改变物料的位置或改变物料的形态;还是加热改变物料的温度及物料的物理状态，乃至是保持制造环境的温度、湿度的保持;甚至是自动化控制需要的电信号传导;这些多是建立在电力应用之上。电这种应用场景多、易控制、清洁卫生的能源，可以说已经成为了现在工业的灵魂。所以对于一座新工厂的建设，其整体的电力设计则至关重要。

一、工程简介

某环保技术有限公司一车间，地上三层，建筑面积23377㎡。钢筋混凝土框架结构，现浇混凝土保温上人屋面。层高7m，建筑高度21.15m。丙类厂房。该企业为中国膜工程协会副理事长单位和高新技术企业，主要从事电除盐（EDI）、超滤（UF）、微滤（MF）和膜生物反应器（MBR）膜产品的研发、生产、和销售，是国内膜行业中少数产品覆盖齐全的企业之一。

二、变配电系统设计

1.负荷等级及容量

根据本工程各类负荷的重要性和对供电可靠性要求，依据《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）及《建筑设计防火规范》，应急照明、消防水泵等消防用电等为二级负荷。其它用电负荷为三级负荷为三级负荷。

总计算负荷为：984.15kva.由厂区10kV总开关所引来两路10kV电源至车间变电所高压开关室。

2.变配电所

在车间一层中间设置一10kV车间变电所，设有高压开关室、低压开关室、变压器室，选用两台干式变压器，变压器变压比10kV/0.4kV;接线组别Dyn11;容量为1250kva，负荷率0.78%。

高压系统采用单母线接线方式。低压系统采用單母线分段方式。两台进线开关与母线开关互为机械电气连锁，同时只能合两个开关。在平时母联开关断开。本工程低压系统采用TN-S系统接地形式。

功率补偿：采用低压侧集中补偿，设置无功功率自动补偿柜垢，补偿后功率因数将达0.95.

3.配电系统

（1）10kv电源进线采用铠装高压聚氯乙烯电缆YJV22-10kv，沿室外电缆沟敷设。高压柜至变压器采用高压聚氯乙烯电缆YJV-10kv.

（2）变压器至低压配电室低压配电柜采用密集铜母线。

（3）低压配电系统。采用400/230v低压供电。

（4）由低压配电室放射室供电至各开关柜，再由开关柜送电到照明箱和各设备动力箱。每个低压回路负荷控制在2500kw内，线路长度均小于200m。电缆采用阻燃聚氯乙烯电缆WDZA-YJV-1kV/0.75kV。

电缆沿电缆桥架敷设。电缆桥架利用厂房钢屋架或混凝土柱子悬吊支撑。悬吊支架间距不大于1.5m。电缆托盘容积率不超过40%。

4.照明系统

整个厂房照明包括正常照明及应急疏散照明。

厂房大部分采用荧光灯，光照明光源采用显色指数Ra大于80;统一眩光值UGR控制在18以内。荧光灯安装方式主要采用悬吊铝合金线槽布灯及敷设线路。

在纺丝间和精馏塔区域采用防爆灯具并采用钢管配线，照明开关安装在房门外侧墙上。应急疏散照明采用自带蓄电池灯具，其连续供电时间不小于60分钟，变配电所、水泵房供电时间为连续180分钟），采用220V电源供电，光源为寿命长的节能灯管。疏散指示标志间距按照≤20m设置。

5.防雷接地

（1）防直击雷：本工程按第二类防雷设计，主要防直击雷冲击及感应雷击。由于各建筑主体结构为框架结构，因此，混凝土屋面采取在屋面女儿墙上敷设φ12镀锌圆钢避雷带，厂房采用钢屋面作防雷接闪器，并在整个屋面组成不大于10m*10m或12m*8m的网格。在建筑屋面四周平均选择间距不大于18m的框架柱内对角两根主筋作为防雷接地引下线。

（2）防感应雷及雷电波入侵措施：在高压配电装置各相装设避雷器;在低压配电装置及各层配电箱装设过电压保护器;在电话系统、网络系统及有线电视系统进线端装设过电压保护器。

（3）接地：本工程将防雷接地及保护接地采用共用接地网，高压部分采用接地保护，低压部分采用接零保护，要求所有用电设备不带电金属外壳及金属管道、支架等均与共用接地网连接，以保证安全。共用接地网要求接地电阻不大于1欧姆。

三、设计中应考虑的若干因素

1.应遵循的原则

（1）设计过程中首先应遵守规程、执行政策。这是最重要的一点原则，这关乎到工程的严谨性，风险整体可控性以及全局的服从性。

（2）同时也要考虑配电系统的安全可靠、先进合理。安全是1，效率是1后面的0，没有安全的效率对于企业来说是没有效益的。

（3）然后不光是只考虑近期产能，还需要根据市场前景合理规划未来的产能扩充预留。

（3）最后整个工厂的配电设计要从全局出发、统筹兼顾。不能一味为了本专业的方便而忽视相关配合专业的实施困难，这回造成工程整体的成本、进度、安全不可控，同时也难以达到最终预设的目标。

2.应注意的要点

（1）首先要考虑的是负荷计算的准确性，计算过程中不仅要考虑好设备暂载率，还应考虑好和工艺设备使用的同时系数，然后计算得出准确的需要系数。再结合考虑cosψ，最终算得准确的视在功率。

（2）变电所位置尽可能靠近负荷中心，同时考虑电源进线方向、土建结构、通风换气、消防疏散等诸多因素。以此来满足配电系统的经济性、可靠性、安全性。

（3）改善功率因数装置设计根据负荷的具体情况计算出总降压变电所的功率因数，通过查表计算出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。